Zusammenfassung:
Das amerikanische Luft- und Raumfahrtunternehmen Blue Origin hat kürzlich ein neues Stromversorgungssystem „Power Tower“ für zukünftige Mondbasen angekündigt. Das System soll mit dem vom Unternehmen entwickelten Mondlandegerät Mark 1 zum Südpol des Mondes transportiert werden. Nach der Landung wird es automatisch eine 20 Meter hohe vertikale Solaranlage ausfahren, um künftige Anlagen auf der Mondoberfläche kontinuierlich mit Strom zu versorgen.
Der Mond-Tag-Nacht-Zyklus ist seit langem eine der größten Herausforderungen bei den Monderkundungsmissionen verschiedener Länder. Ein Tag und eine Nacht auf dem Mond dauern jeweils etwa 14 Erdentage. Bei Geräten, die auf Solarenergie angewiesen sind, bedeuten lange Mondnächte, dass keine Energie zur Verfügung steht und extrem niedrige Temperaturen die Überlebensfähigkeit der Geräte ernsthaft gefährden. Daher sind viele Mondmissionen häufig auf Kernenergiesysteme angewiesen, um den Nachtbetrieb aufrechtzuerhalten.
Blue Origin glaubt, dass die Mondsüdpolregion eine weitere Lösung bietet. Ähnlich wie die Erde hat auch der Mond eine Neigung seiner Rotationsachse, allerdings beträgt die Neigung nur etwa 1,54 Grad. Aufgrund dieser besonderen geometrischen Beziehung geht die Sonne am Südpol des Mondes fast nie vollständig unter, sondern bewegt sich immer langsam in Richtung Horizont. Im örtlichen Sommer kann die Dunkelheit nur wenige Stunden dauern; Selbst im Winter dauern die dunklen Stunden normalerweise nur zwei bis sieben Tage. Gleichzeitig erzeugt das Sonnenlicht in einem niedrigen Winkel lange, nahezu permanente Schattenbereiche in Kratern und Senken.
Um diese besondere Umgebung optimal zu nutzen, hat Blue Origin ein Energieturmsystem entwickelt. Wenn Mark 1 landet, wird die Ausrüstung einen hohen Mast entfalten, der aus einer spiralförmigen Legierungsstruktur besteht, und auf der Spitze wird eine gefaltete Solaranlage getragen. Die entfalteten Solarmodule ähneln zwei Sätzen vertikal aufgehängter Jalousien, die das schräge Sonnenlicht vom Horizont effektiv einfangen und weiter funktionieren können, während sich die Sonne am Horizont entlang bewegt.
Laut Blue Origin kann das System in verschiedenen Jahreszeiten 44 % bis 100 % der Zeit kontinuierlich Strom erzeugen. Verglichen mit der herkömmlichen Lösung, bei der Solarmodule flach auf der Oberfläche des Landers ausgelegt werden, kann das vertikale Einsatzdesign die Nutzungseffizienz von Sonnenlicht aus geringem Winkel deutlich verbessern. Gleichzeitig kann der 20 Meter hohe Energieturm auch den sichtbaren Horizontbereich erweitern und so mehr Sonnenlichtmöglichkeiten bieten.
In Bezug auf die Leistung hat die Ausgangsleistung der aktuellen Version eines einzelnen Energieturms 10 Kilowatt überschritten. Obwohl diese Zahl in terrestrischen Energiesystemen nicht überragend ist, ist sie im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik bereits ein beachtliches Niveau und kann eine stabile Energieunterstützung für die Mondoberflächeninfrastruktur bieten.
Blue Origin gab an, dass diese Technologie in Zukunft der Erforschung und Entwicklung von Schattenkratern am Südpol des Mondes dienen wird. Die wissenschaftliche Gemeinschaft geht allgemein davon aus, dass diese langfristigen Schattengebiete große Mengen an Wassereisressourcen enthalten, und Wassereis gilt als wichtige strategische Ressource für die Errichtung einer dauerhaften Mondbasis in der Zukunft, die zur Gewinnung von Trinkwasser, Sauerstoff und Raketentreibstoff genutzt werden kann.
In einem längerfristigen Entwicklungsplan wird der Energieturm nicht nur als separate Energiequelle existieren. Blue Origin plant den Bau eines Mond-Mikronetzes, das aus mehreren Energietürmen besteht, um durch Vernetzung eine kontinuierliche Stromversorgung für Mondrover, Wohnmodule, Bergbauausrüstung und In-situ-Ressourcennutzungsanlagen zu gewährleisten und so die Energiegrundlage dafür zu legen, dass zukünftige Menschen lange Zeit auf dem Mond bleiben können.
Während das Artemis-Programm und Mondentwicklungsprojekte in verschiedenen Ländern weiter voranschreiten, wird der Aufbau eines stabilen und zuverlässigen Energiesystems zu einem zentralen Thema beim Bau von Mondbasen. Der diesmal von Blue Origin ins Leben gerufene Energieturmplan gilt als wichtige Erkundung, um die einzigartigen natürlichen Bedingungen des Mondsüdpols zu nutzen und die Abhängigkeit von Kernenergie zu verringern.
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